Буро-взрывные работы в строительстве осуществляют с целью: разработки, рыхления и уплотнения грунтов при помощи взрыва, разрушения конструкций старых зданий и сооружений, валки деревьев, корчевки пней и т.п.
Буровые работы в строительстве производят также для исследования физико-механических свойств грунтов, определения уровня грунтовых вод, устройства скважин водоснабжения, образования шахт подземных разработок.
Буровые работы выполняют при помощи механизированного инструмента, станков и машин. Ручное бурение применяют лишь при незначительных объемах работ с глубиной бурения каналов не более 5м. Механическое бурение производят при помощи вращательного или ударного движения буров.
В разрабатываемых породах бурильным инструментом бурят цилиндрические отверстия – выработки. Выработку диаметром до 75 мм и глубиной до 6м называют шпуром, выработку больших размеров – скважиной.
Процесс бурения состоит из двух операций: разрушение (отделение) породы на дне скважины и удаления разрушенной породы из скважины. Эффективность бурения скважин и шпуров определяется скоростью бурения, которая зависит от: физико-механических свойств грунта, вида и формы бурового инструмента, диаметра скважины, её глубины и т.д.
В зависимости от геологических и гидрогеологических условий выработок и их глубины применяют те или иные способы бурения, которые можно разделить на две основные группы.
К первой группе относятся ударный (ударно-канатный), ударно-вращательный, вращательный, а также вибрационный способы бурения, при которых породу разрушают механически, воздействуя на нее породоразрушающими инструментами.
Ко второй группе относятся термический, взрывной, гидравлический и электрогидравлический способы, при которых для бурения используют физико-химические методы разрушения горных пород.
Ударный способ – заключается в том, что буровой снаряд массой 1000-3000 кг падает с определенной высоты в забой скважины и разрушает породу благодаря развивающейся при его падении живой силе удара. После каждого удара буровой снаряд поворачивается на некоторый угол, вследствие чего создаются условия для равномерного разрушения всей площади забоя скважины.
Ударно-вращательное бурение – (пневмоударное бурение) имеет более высокую скорость; при этом можно бурить скважины, отсутствует необходимость в подводке тяжелого инструмента и снабжении водой. Ударное действие и вращение долота осуществляется двумя независимыми механизмами. Станками ударно-вращательного бурения можно бурить скважины Æ до 155-200 мм, глубиной до 36 м.
Вращательное бурение – заключается в том, что буровой снаряд из штанг шнекового типа с резцовой коронкой, прижатый к забою скважины за счет массы станка, получает вращение от двигателя станка. Резцы коронки при вращении в забое скважины срезают породу, которая в виде мелочи удаляется из скважины спиральными витками штанг. Вращательное бурение скважины осуществляется в основном станками шнекового бурения.
Вибрационное бурение – применяют вибраторы вертикального действия, жестко присоединенные к колонне буровых труб, имеющей на конце рабочий наконечник. Под действием вибрирующего снаряда некрепкие грунты и породы выделяют связанную воду.
Термическое бурение – применяется при проходке скважин
Æ 150 мм и более в породах, содержащих кремнезем. Рабочим органом термобура является форсунка, в которую под давлением подается воздух и горючее. Сильная струя пламени плавит породу и обеспечивает проходку скважины. Бурение осуществляется ручным термобуром РТБ-2.
Гидравлическое бурение – применяют для разработки скважин в легких суглинках и плывунах. В этом случае на разрабатываемый грунт опускается обсадная труба, внутрь которой через специальную трубку под давлением подают воду от насосной установки. По мере размыва грунта обсадную трубу поворачивают и погружают в грунт (до 8 м со скоростью до 1м/мин).
Электрогидравлическое бурение – применяют при дроблении плотных глинистых грунтов и скальных пород. Оно основано на использовании гидравлического удара, который возникает в результате мгновенных огромных давлений, создаваемых в воде или другой жидкости электроразрядами высокого напряжения.
Ультразвуковое бурение – основано на использовании мощности, создаваемой ультразвуковыми колебаниями, которые в жидкости образуют пустоты ил пузырьки. Огромное давление, возникающее при заполнении образовавшихся пустот, легко разрушает твердые породы грунта. В качестве бурового инструмента используют стальные буры. Головка бура делается съемной и соединяется со стержнями бура различными способами (клином, гитыком, резьбой и т.п.). Наиболее широко применяют съемные головки с внутренней резьбой.